一、行業(yè)背景
1、2021年7月國家能源局煤炭司頒發(fā)《智能化礦山驗收管理辦法》主煤流運輸系統(tǒng)，智能化礦山驗收評分指標：主運輸煤流線具備煤流平衡功能。
2、國家煤礦安全監(jiān)察局2019年第1號文件公告《煤礦機器人重點研發(fā)目錄》，公布目錄的目的，是引導(dǎo)煤炭企業(yè)、科研機構(gòu)、機器人制造企業(yè)和全社會參與研發(fā)應(yīng)用，把握煤礦安全需求重點，鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，力爭盡快在煤礦機器人技術(shù)上有新的突破，使煤礦實現(xiàn)“少人則安、無人則安”。
3、2020年2月25日國家煤礦安監(jiān)局等八部委頒發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，強調(diào)煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，將人工智能、機器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合，推動智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，提升煤礦智能化水平。
二、現(xiàn)場難題
1、在礦山建井、采料、開拓掘進的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)大塊雜石和大塊石料，其中大塊雜石居多，因為雜石硬度大，不容易被破碎。
2、大塊雜石產(chǎn)生在源頭，貫穿在整個礦井運輸過程中，大雜石對主煤流運輸危害很大，對料倉、輸送機、箕斗等設(shè)備沖擊力都非常大，容易造成搭接處、料倉卡堵，尤其是坡度較大的皮帶輸送機，在運輸大雜石的過程中，如突然停機大雜石到滾溜到巷道內(nèi)形成“飛彈”，對巷道內(nèi)設(shè)備和人員造成重大危險。
3、當(dāng)大塊雜石卡堵在料倉、皮帶搭接處時造成運輸中斷，造成礦山停產(chǎn)，必須安排人員清除，嚴重的情況下，還要對料倉進行放炮才能疏通，給生產(chǎn)系統(tǒng)帶來很大的麻煩，關(guān)鍵是出現(xiàn)此類事故比較頻繁，嚴重影響現(xiàn)場運輸效率，屬于行業(yè)內(nèi)難題。
三、礦山現(xiàn)狀
大塊雜石的出現(xiàn)，對整體運輸系統(tǒng)破壞力很大，眾多礦山現(xiàn)場管理人員采用多種手段，對大塊雜石進行清除干預(yù)，大部分發(fā)措施是采用人工手動清除；也有的在輸送機轉(zhuǎn)運的環(huán)節(jié)增加篦子，在箕斗卸載處增設(shè)篦子，在煤倉上方鋪設(shè)篦子，最終目的是將大塊雜石篩出，有的采用液壓抓矸機進行人員操作將大塊雜石抓取挪位。對大雜石的處理，目前礦山行業(yè)內(nèi)都是人工干預(yù)。
四、解決方案
中礦冶金公司研發(fā)團隊根據(jù)礦山現(xiàn)場實際情況，結(jié)合自身強項，主要有兩種路徑解決大塊雜石。
路徑一、在皮帶輸送機的卸料出安裝一臺滾動篩進行原煤篩分，大于300mm(粒度可以任意設(shè)定)以上的雜石從篩面上通過，直接進入破碎機，進行雜石破碎；小于300mm粒度的物料進入篩面下方，可以進入煤倉或者轉(zhuǎn)接皮帶。
路徑二、中礦冶金研發(fā)團隊歷經(jīng)6年研發(fā)出專用機器人，并運用人工智能軟件，圖像識別定位，觸發(fā)機器人智能抓取雜石，將大塊雜石單獨放到指定的區(qū)域或者下一級設(shè)備，比如雜石專運礦車、破碎機、皮帶輸送機等；具體下一級工藝路線由礦方指定。
五、項目意義
1、智能煤流，智能化礦山建設(shè)中最為重要的一項就是實現(xiàn)智能煤流運輸，減少運輸環(huán)節(jié)，促進原煤運輸順利出井。中礦冶金團隊研發(fā)的機器人智能抓取大塊雜石，是智能煤流中卡脖子的一關(guān)，有力地保障了智能煤流的實現(xiàn)。
2、減少破壞，大塊雜石的出現(xiàn)，對整體運輸系統(tǒng)破壞力很大，機器人智能抓取大塊雜石，將大雜石取出，減少了在運輸環(huán)節(jié)中對設(shè)備的破壞。
3、安全生產(chǎn)，大塊雜石造成的卡堵頻率非常高，礦井因為大雜石造成的停產(chǎn)比比皆是，運用機器人智能揀雜石系統(tǒng)，能夠確保礦井運輸?shù)某掷m(xù)性，同時也減少大雜石形成“飛彈”，促進礦山安全生產(chǎn)工作。
4、機器人替代人工，目前礦山現(xiàn)場處理大雜石，主要是靠人工從皮帶上搬運挪位，勞動強度大；運用機器人替代人工處理大雜石，是行業(yè)趨勢，是礦山智能化發(fā)展的必由之路。
5、解決難題，行業(yè)示范，多年來大塊雜石給礦上生產(chǎn)帶來諸多麻煩，中礦冶金團隊勇于創(chuàng)新，運用人工智能手段解決該項難題，在行業(yè)內(nèi)做出標桿，為冶金礦山等起到了示范作用，機器人揀大雜石項目前景廣闊，應(yīng)用領(lǐng)域和場所眾多。
1、2021年7月國家能源局煤炭司頒發(fā)《智能化礦山驗收管理辦法》主煤流運輸系統(tǒng)，智能化礦山驗收評分指標：主運輸煤流線具備煤流平衡功能。
2、國家煤礦安全監(jiān)察局2019年第1號文件公告《煤礦機器人重點研發(fā)目錄》，公布目錄的目的，是引導(dǎo)煤炭企業(yè)、科研機構(gòu)、機器人制造企業(yè)和全社會參與研發(fā)應(yīng)用，把握煤礦安全需求重點，鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，力爭盡快在煤礦機器人技術(shù)上有新的突破，使煤礦實現(xiàn)“少人則安、無人則安”。
3、2020年2月25日國家煤礦安監(jiān)局等八部委頒發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，強調(diào)煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，將人工智能、機器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合，推動智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，提升煤礦智能化水平。
二、現(xiàn)場難題
1、在礦山建井、采料、開拓掘進的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)大塊雜石和大塊石料，其中大塊雜石居多，因為雜石硬度大，不容易被破碎。
2、大塊雜石產(chǎn)生在源頭，貫穿在整個礦井運輸過程中，大雜石對主煤流運輸危害很大，對料倉、輸送機、箕斗等設(shè)備沖擊力都非常大，容易造成搭接處、料倉卡堵，尤其是坡度較大的皮帶輸送機，在運輸大雜石的過程中，如突然停機大雜石到滾溜到巷道內(nèi)形成“飛彈”，對巷道內(nèi)設(shè)備和人員造成重大危險。
3、當(dāng)大塊雜石卡堵在料倉、皮帶搭接處時造成運輸中斷，造成礦山停產(chǎn)，必須安排人員清除，嚴重的情況下，還要對料倉進行放炮才能疏通，給生產(chǎn)系統(tǒng)帶來很大的麻煩，關(guān)鍵是出現(xiàn)此類事故比較頻繁，嚴重影響現(xiàn)場運輸效率，屬于行業(yè)內(nèi)難題。
三、礦山現(xiàn)狀
大塊雜石的出現(xiàn)，對整體運輸系統(tǒng)破壞力很大，眾多礦山現(xiàn)場管理人員采用多種手段，對大塊雜石進行清除干預(yù)，大部分發(fā)措施是采用人工手動清除；也有的在輸送機轉(zhuǎn)運的環(huán)節(jié)增加篦子，在箕斗卸載處增設(shè)篦子，在煤倉上方鋪設(shè)篦子，最終目的是將大塊雜石篩出，有的采用液壓抓矸機進行人員操作將大塊雜石抓取挪位。對大雜石的處理，目前礦山行業(yè)內(nèi)都是人工干預(yù)。
四、解決方案
中礦冶金公司研發(fā)團隊根據(jù)礦山現(xiàn)場實際情況，結(jié)合自身強項，主要有兩種路徑解決大塊雜石。
路徑一、在皮帶輸送機的卸料出安裝一臺滾動篩進行原煤篩分，大于300mm(粒度可以任意設(shè)定)以上的雜石從篩面上通過，直接進入破碎機，進行雜石破碎；小于300mm粒度的物料進入篩面下方，可以進入煤倉或者轉(zhuǎn)接皮帶。
路徑二、中礦冶金研發(fā)團隊歷經(jīng)6年研發(fā)出專用機器人，并運用人工智能軟件，圖像識別定位，觸發(fā)機器人智能抓取雜石，將大塊雜石單獨放到指定的區(qū)域或者下一級設(shè)備，比如雜石專運礦車、破碎機、皮帶輸送機等；具體下一級工藝路線由礦方指定。
五、項目意義
1、智能煤流，智能化礦山建設(shè)中最為重要的一項就是實現(xiàn)智能煤流運輸，減少運輸環(huán)節(jié)，促進原煤運輸順利出井。中礦冶金團隊研發(fā)的機器人智能抓取大塊雜石，是智能煤流中卡脖子的一關(guān)，有力地保障了智能煤流的實現(xiàn)。
2、減少破壞，大塊雜石的出現(xiàn)，對整體運輸系統(tǒng)破壞力很大，機器人智能抓取大塊雜石，將大雜石取出，減少了在運輸環(huán)節(jié)中對設(shè)備的破壞。
3、安全生產(chǎn)，大塊雜石造成的卡堵頻率非常高，礦井因為大雜石造成的停產(chǎn)比比皆是，運用機器人智能揀雜石系統(tǒng)，能夠確保礦井運輸?shù)某掷m(xù)性，同時也減少大雜石形成“飛彈”，促進礦山安全生產(chǎn)工作。
4、機器人替代人工，目前礦山現(xiàn)場處理大雜石，主要是靠人工從皮帶上搬運挪位，勞動強度大；運用機器人替代人工處理大雜石，是行業(yè)趨勢，是礦山智能化發(fā)展的必由之路。
5、解決難題，行業(yè)示范，多年來大塊雜石給礦上生產(chǎn)帶來諸多麻煩，中礦冶金團隊勇于創(chuàng)新，運用人工智能手段解決該項難題，在行業(yè)內(nèi)做出標桿，為冶金礦山等起到了示范作用，機器人揀大雜石項目前景廣闊，應(yīng)用領(lǐng)域和場所眾多。
